イオン性結晶のサブナノ空間の構造・機能の精密制御と触媒反応への応用

• 研究課題/領域番号: 19685011
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 機能物質化学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 内田 さやか 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 准教授 (10361510)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 26,000千円 (直接経費: 20,000千円、間接経費: 6,000千円); 2009年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2008年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円); 2007年度: 14,560千円 (直接経費: 11,200千円、間接経費: 3,360千円)
• キーワード: ナノ構造体 / 多孔体 / 吸着 / 触媒 / ポリオキソメタレート化合物 / ポリオキソメタレート / イオン性結晶 / 粉末及び単結晶X線構造解析 / 収着・分離 / 親水性・疎水性 / 細孔構造制御 / 不均一系触媒

研究概要

現在の高度な文明社会は、様々な機能性材料(電気、磁気、光、吸着、触媒材料など)によって支えられている。しかし、多くの機能性材料は、高価な原料や大量のエネルギーを消費して合成されており、その合成手法には大きな変革が必要とされている。本研究では、ポリオキソメタレートアニオンと構造・機能制御されたカチオンとの自己組織化によりイオン性結晶を合成し、分子の貯蔵・分離・変換プロセスへの応用を行った。

研究成果

• [雑誌論文] N. Mizuno, S. Uchida, K. Uehara (2009)
  • 著者名/発表者名: Hierarchical Design of Nano-Structured Materials based on Polyoxometalates
  • 雑誌名: Pure Appl. Chem. 81 ページ: 2369-2376
• [雑誌論文] W. Bu, S. Uchida, Noritaka Mizuno (2009)
  • 著者名/発表者名: Micelles, Vesicles Formed by Polyoxometalate-Block Copolymer Composites
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 48 ページ: 8281-8284
• [雑誌論文] H. Tagami, S. Uchida, N. Mizuno (2009)
  • 著者名/発表者名: Size-Selective Sorption of Small Organic Molecules in One-Dimensional Channel of Organic-Inorganic Hybrid Ionic Crystal Stabilized byπ-πInteraction
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 48 ページ: 6160-6164
• [雑誌論文] Y. Ogasawara, S. Uchida, K. Yamaguchi, N. Mizuno (2009)
  • 著者名/発表者名: A Tin-Tungsten Mixed Oxide as an Efficient Heterogeneous Catalyst for C-C Bond-Forming Reactions
  • 雑誌名: Chem. Eur. J. 15 ページ: 4343-4349
• [雑誌論文] X. Fang, P. Kogerler, L. Isaacs, S. Uchida, N. Mizuno (2009)
  • 著者名/発表者名: Cucurbit[n]uril-Polyanion Hybrids
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 131 ページ: 432-433
• [雑誌論文] Micelles and Vesicles Formed by Polyoxometalate-Block Copolymer Composites (2009)
  • 著者名/発表者名: Weifeng Bu, Sayaka Uchida, Noritaka Mizuno
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition 48 ページ: 8281-8284
  • 査読あり
• [雑誌論文] Size-Selective Sorption of Small Organic Molecules in One-Dimensional Channel of Organic-Inorganic Hybrid Ionic Crystal Stabilized by π-π Interaction (2009)
  • 著者名/発表者名: Hanae Tagami, Sayaka Uchida, Noritaka Mizuno
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition 48 ページ: 6160-6165
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hierarchical Design of Nano-Structured Materials based on Polyoxometalates (2009)
  • 著者名/発表者名: Noritaka Mizuno, Sayaka Uchida, Kazuhiro Uehara
  • 雑誌名: Pure and Applied Chemistry 81 ページ: 2369-2376
  • 査読あり
• [雑誌論文] Y. Kikukawa, S. Yamaguchi, Y. Nakagawa, K. Uehara, S. Uchida, K. Yamaguchi, N. Mizuno (2008)
  • 著者名/発表者名: Synthesis of a Dialuminum-Substituted Silicotungstate, the Diastereoselective Cyclization of Citronellal Derivatives
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 130 ページ: 15872-15878
• [雑誌論文] S. Uchida, R. Kawamoto, H. Tagami, Y. Nakagawa, N. Mizuno (2008)
  • 著者名/発表者名: Highly Selective Sorption of Small Unsaturated Hydrocarbons by Non-Porous Flexible Framework with Silver Ion
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 130 ページ: 12370-12376
• [雑誌論文] A. Lesbani, R. Kawamoto, S. Uchida, N. Mizuno (2008)
  • 著者名/発表者名: Control of Structures, Sorption Properties of Ionic Crystals of A2[Cr3O(OOCC2H5)6(H2O)3]2 [α-SiW12O40] (A = Na, K, Rb, NH4, Cs, TMA)
  • 雑誌名: Inorg. Chem. 47 ページ: 3349-3357
• [雑誌論文] Highly Selective Sorption of Small Unsaturated Hydrocarbons by Non-Porous Flexible Framework with Silver Ion (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Uchida, R. Kawamoto, H. Tagami, Y. Nakagawa, N. Mizuno
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 130 ページ: 12370-12378
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of a Dialuminun-Substituted Silicotungstate and the Diastereoselective Cyclization of Citronellal Derivatives (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Kikukawa, S. Yamaguchi, Y. Nakagawa, K. Uehara, S. Uchida, K. Yamaguchi N
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 130 ページ: 15872-15878
  • 査読あり
• [雑誌論文] Control of Structures and Sorption Properties of Ionic Crystals (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Lesbani, R. Kawamoto, S. Uchida, N. Mizuno
  • 雑誌名: Inorganic Chemistry 130 ページ: 3349-3357
  • 査読あり
• [雑誌論文] Control of Structures and Sorption Properties of Ionic Crystals of A_2「Cr_3O(OOCC_2H_5)_6(H_2O)_3」「α-SiW_<12>O_<40>」(A=Na, K, Rb, NH_4, Cs, TMA) (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Lesbani, R. Kawamoto, S. Uchida, N. Mizuno
  • 雑誌名: Inorganic Chemistry 47 ページ: 3349-3357
  • 査読あり
• [雑誌論文] K. Okamoto, S. Uchida, T. Ito, N. Mizuno (2007)
  • 著者名/発表者名: Self-Organization of All-Inorganic Dodecatungstophosphate Nanocrystallites
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 129 ページ: 7378-7384
• [雑誌論文] Y. Ogasawara, S. Uchida, N. Mizuno (2007)
  • 著者名/発表者名: States of Water in Ionic Crystals of [Cr3O(OOCH)6(H2O)3]+ Macrocation, α-Keggin-type Polyoxometalate
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 111 ページ: 8218-8227
• [雑誌論文] S. Uchida, S. Hikichi, T. Akatsuka, T. Tanaka, R. Kawamoto, A. Lesbani, Y. Nakagawa, K. Uehara, N. Mizuno (2007)
  • 著者名/発表者名: Preparation of Monodispersed Nanoparticles by Electrostatic Assembly of Keggin-Type Polyoxometalates, 1, 4, 7-Triazacyclononate-Based Transition-Metal Complexes
  • 雑誌名: Chem. Mater. 19 ページ: 4694-4701
• [雑誌論文] Design and Syntheses of Nano-structured Ionic Crystals with Selective Sorption Properties (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Uchida, N. Mizuno
  • 雑誌名: Coordination Chemistry Reviews 251 ページ: 2537-2546
  • 査読あり
• [雑誌論文] 分子の貯蔵・分離,変換場となる機能性物質の創製 (2007)
  • 著者名/発表者名: 水野哲孝, 内田さやか
  • 雑誌名: 化学 63 ページ: 76-77
• [雑誌論文] Self-Organization of All-lnorganic Dodecatungstophosphate Nanocrystallites (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Okamoto, S. Uchida, T. Ito, N. Mizuno
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 129 ページ: 7378-7384
  • 査読あり
• [雑誌論文] States of Water in Ionic Crystals of[Cr_3O(OOCH)_6(H_2O)_3]^+ Macrocation and α-Keggin-type Polyoxometalates (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Ogasawara, S. Uchida, N. Mizuno
  • 雑誌名: Journal of the Physical Chemistry C 111 ページ: 8218-8227
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of Monodispersed Nano-particles Electrostatic Assembly of Keggin-type Polyoxometalates and tacn-Based Transition Metal Complexes (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Uchida, S. Hikichi, T. Akatsuka, T. Tanaka, R. Kawamoto, A. Lesbani, Y. Nakagawa, K. Uehala, N. Mizuno
  • 雑誌名: Chemistry of Materials 19 ページ: 4694-4701
  • 査読あり
• [学会発表] 分子の収着・分離、変換場となるポリオキソメタレート複合体の創製 (2009)
  • 著者名/発表者名: 内田さやか, 水野哲孝
  • 学会等名: 第3回日本化学会関東支部大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-09-05
• [学会発表] Ag(I)を含む柔軟性ナノ構造体の設計と不飽和炭化水素分子の高選択的収着特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 内田さやか・河本亮介・田上英恵・中川善直・水野哲孝
  • 学会等名: 第103回触媒討論会
  • 発表場所: 日本大学船橋キャンパス
  • 年月日: 2009-03-31
• [学会発表] 芳香族配位子を導入した有機-無機多孔体の創製と形状選択的分子収着特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 内田さやか, 田上英恵, 水野哲孝
  • 学会等名: 第59回錯体化学討論会
  • 発表場所: 長崎
• [学会発表] 分子の貯蔵・分離, 変換場となる有機-無機ナノハイブリッド物質の創製 (2009)
  • 著者名/発表者名: 内田さやか, 水野哲孝
  • 学会等名: 第89回日本化学会年会シンポジウム「革新的ハイブリッド物性を実現するナノ物質科学～金属錯体から次世代ナノハイブリッド材料への展開と展望～」
  • 発表場所: 船橋
• [学会発表] イオン性結晶A_2「Cr_3O(OOCC_2H_5)_6(H_2O_)_3」_2「α-SiW_<12>O_<40>」(A=Na, K, Rb, NH_4, Cs, TMA)の構造と収着特性制御 (2008)
  • 著者名/発表者名: 内田さやか, レスバニアルデス, 田上英恵, 河本亮介, 水野哲孝
  • 学会等名: 第88回日本化学会春季年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-03-27
• [学会発表] ポリオキソメタレート化合物の合成, 構造と収着特性制御 (2008)
  • 著者名/発表者名: 内田さやか, レスバニアルデス, 河本亮介, 田上英恵, 水野哲孝
  • 学会等名: 第102回触媒討論会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] イオン性結晶A2[Cr3O(OOCC2H5)6 (H2O)3]2[α-SiW12O40] (A = Na, K, Rb, NH4, Cs, TMA)の構造と収着特性制御 (2008)
  • 著者名/発表者名: 内田さやか, レスバニアルデス, 田上英恵, 河本亮介, 水野哲孝
  • 学会等名: 第88回日本化学会春季年会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Construction of Nano-Space by Arrangements of Macrocation-Polyoxo metalate (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Uchida, N. Mizuno
  • 学会等名: 3rd International Symposium on Chemistry of Coordination Space
  • 発表場所: Awaji, Japan
  • 年月日: 2007-12-11
• [学会発表] 分子の貯蔵・分離,変換場となるイオン性結晶の創製 (2007)
  • 著者名/発表者名: 内田さやか, 水野哲孝
  • 学会等名: 第57回錯体化学討論会シンポジウム「エネルギー・物質変換を志向した錯体化学の未来」
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2007-09-26
• [学会発表] イオン性結晶Rb_4「Cr_3O(OOCH)_6(H_2O)_3」「α-BW_<12>O_<40>」・16H_2Oの収着水の状態解明 (2007)
  • 著者名/発表者名: 小笠原義之, 内田さやか, 水野哲孝
  • 学会等名: 第100回触媒討論会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2007-09-19
• [学会発表] バナジウム二置換型ポリオキソメタレートを構成ブロックとしたイオン性結晶の構築とその触媒作用 (2007)
  • 著者名/発表者名: 田上英恵, 内田さやか, 水野哲孝
  • 学会等名: 第100回触媒討論会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2007-09-19
• [学会発表] Channel-Selective Sorption and Collection of Hydrophilic and Hydrophobic Molecules by Cs_2「Cr_3O(OOCC_2H_5)_6(H_2O)_3」_2「α-SiW_<12>O_<40>」Ionic Crystal (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Uchida, R. Kawamoto, A. Lesbani, C. Jiang, N. Mizuno
  • 学会等名: 1st Asian Conference on Coordination Chemistry
  • 発表場所: Okazaki, Japan
  • 年月日: 2007-07-30
• [学会発表] イオン性結晶の分子収着特性制御 (2007)
  • 著者名/発表者名: 内田さやか, 河本亮介, 水野哲孝
  • 学会等名: 第21回日本吸着学会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] イオン性結晶の自己組織化集合体の生成と機構解明 (2007)
  • 著者名/発表者名: 内田さやか, 岡本啓吾, 伊藤建, 水野哲孝
  • 学会等名: 第57回錯体化学討論会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] 無機イオン性結晶M3PW12O40自己組織化集合体の生成機構解明 (2007)
  • 著者名/発表者名: 内田さやか, 岡本啓吾, 伊藤建, 水野哲孝
  • 学会等名: 第100回触媒討論会
  • 発表場所: 札幌
• [学会発表] サブナノ空間を有するイオン性固体の創製 (2007)
  • 著者名/発表者名: 内田さやか, 水野哲孝
  • 学会等名: 錯体化学若手の会夏の学校
  • 発表場所: 箱根
• [図書] 細孔性ポリオキソメタレート集積体, 錯体化学選書7「超分子錯体」(藤田誠、塩谷光彦監修) (2009)
  • 著者名/発表者名: 内田さやか, 水野哲孝
  • 出版者: 三共出版
• [図書] 多孔性無機錯体の合成, 配位空間の化学-最新技術と応用-(北川進監修) (2009)
  • 著者名/発表者名: 内田さやか, 水野哲孝
  • 出版者: シーエムシー出版